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第一章 宇宙中的地球
太阳对地球的影响

课程标准
运用资料，说明太阳对地球的影响。
【课标呈现】
1．结合图文材料，阐述太阳辐射对地球的影响。
2．根据资料，分析影响太阳辐射的因素。
3．运用示意图和有关资料，描述太阳大气层的结构和主要的太阳活动现象。
4．掌握太阳活动对地球的影响。
【课标解读】
目录页
太阳辐射与地球
太阳活动与地球
01
02
01
太阳辐射与地球
表面温度
6000 K①
主要成分
氢和氦
太阳辐射
以电磁波形式向宇宙放射能量
生命周期
以目前聚变的速率来看
太阳正处于稳定的壮年期
恒星状态
巨大、炽热的气体星球
能量来源
来自太阳内部的核聚变
①K为热力学温度单位，它与摄氏温度的换算公式为: t=T- To,其中To=273.15K，t为摄氏温度，单位为℃
1
什么是太阳辐射？
太阳源源不断地以电磁波的形式向四周放射能量。
到达地球的太阳辐射，约占太阳辐射总量的二十二亿分之一。
阅读下图，了解太阳辐射中各种波长的光所占的比例。
太阳辐射能量随波长的分布
紫外光
可见光
红外光
太阳辐射波长范围在0.15-4微米，可见光区波长范围为0.4-0.76微米，占太阳辐射总辐射量的50%，紫外区和红外区所占比例较少。
太阳辐射的能量来源
4H
He
高温、高压
来源于太阳内部的核聚变反应
2
探究1：大气上界水平面太阳辐射的分布规律
Inquiry activities
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}纬度
0°
10°
20°
23．5°
30°
40°
50°
60°
66．5°
70°
80°
90°
年总辐射量/
（×109焦/米2）
13．17
12．99
12．45
12．18
11．58
10．41
9．01
7．49
6．58
6．26
5．64
5．48
大气上界水平面太阳辐射的分布
根据表格数据，绘制大气上界太阳辐射随纬度分布的统计图，据此归纳地球大气上界太阳辐射的分布规律。
如何描述分布规律 ？
空间上：哪多哪少？沿哪分布？哪最多，哪最少；
时间上：哪多哪少……
思考：
探究1：大气上界水平面太阳辐射的分布规律
Inquiry activities
大气上界水平面太阳辐射的分布
分布规律：
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}纬度
0°
10°
20°
23．5°
30°
40°
50°
60°
66．5°
70°
80°
90°
年总辐射量/
（×109焦/米2）
13．17
12．99
12．45
12．18
11．58
10．41
9．01
7．49
6．58
6．26
5．64
5．48
空间上说：全年赤道获得的太阳辐射最多，从赤道向极地随纬度增高而减小，极小值出现在极点。
时间上说：一个区域夏季获得的太阳辐射多于冬季
地球表面可划分为热带、温带、寒带等不同的天文气候带。议一议，它与大气上界太阳辐射的分布有无相关性?说明你的理由。
(2)地球表面可划分为热带、温带、寒带等不同的天文气候带。议一议，它与大气上界太阳辐射的分布有无相关性？说明你的理由。
活动
活动
有。五带的划分就反映了太阳辐射由低纬向高纬递减的规律。
活动
活动
直射时，照射面积最小，单位面积所获得的太阳辐射则多
斜射时，照射面积大
单位面积上获得的太阳辐射则少
拓展
1、全球太阳辐射分布：
(1)空间分布：
①不同纬度分布：由副热带地区向南北两侧递减
②相同纬度分布：由沿海向内陆递增;地势高处太阳辐射强,地势低处太阳辐射弱；
（全球太阳年辐射总量的最大值并不是出现在赤道地区,而是出现在回归线附近的沙漠地区及青藏高原地区）
(2)时间分布:
夏季太阳辐射强于冬季。
3
太阳辐射分布规律
世界年太阳辐射总量世界上年太阳辐射总量的最高值在北非撒哈拉沙漠地区。
赤道地区，虽然纬度越低，年平均正午太阳高度角就较大，太阳辐射能量更集中，同时经过大气的路径较短，到达地面的太阳辐射就较多。
但是赤道地区多阴雨天气，太阳辐射被削弱的多，到达地面的太阳辐射反而少。
Q：为什么世界年太阳辐射总量世界上年太阳辐射总量的最高值不是赤道地区呢？
时空分布规律
（1）就时间而言，我国大部分地区们于北半球的中纬度，夏季太阳高度角大，光照时间长，各个地区的太阳辐射能夏半年多于冬半年。
（2）就空间而言，我国太阳辐射能分布大体上东南向西北递增。大体上的界线，从大兴安岭向西南，经北京西侧，兰州，昆明再折向北到西藏南部，这一条线以西、以北广大地区，太阳辐射特别丰富。
4
我国太阳辐射分布规律
5
我国太阳辐射分布规律
1.中国太阳辐射量为什么西北多，东南少？
影响因素：天气
原因：东南地区靠近海洋，阴雨天气多，日照时间短，太阳辐射少。西北地区晴天多，日照时间长，太阳辐射多。
2.为什么青藏高原最丰富？四川盆地最乏？
青藏高原：
①地势高，空气稀薄；透明度高，大气对太阳辐射削弱作用小。
②晴天多，日照时间长，太阳辐射量多。
③纬度较低，太阳高度角大，太阳辐射强
四川盆地：
①盆地地形，四周高中间低，水汽不易扩散；
②阴雨天气多，对太阳辐射削弱作用强。
5
太阳辐射的影响因素
光照（日照、太阳辐射）
日照强度
纬度因素：纬度低，太阳高度角越大，单位面积上获得太阳辐射（日照）强度就越大，光照越强
日照时数
昼长因素
地势因素
大气清洁度因素
天气因素
地形因素
地形起伏：坡度增大，坡面与太阳光线的夹角变大，接受光照面积增大，坡面获得太阳辐射量增大
地形类型：盆地和谷地日照时数少
地形坡向：山地迎风坡多阴雨天气，太阳辐射弱，背风坡多晴朗天气，太阳辐射强。
阳坡太阳辐射强，阴坡太阳辐射弱。
北半球：南坡阳坡北坡阴坡
植被因素：（负相关）
地表物质反射率：雪被面积越大，冰雪反射率高，获得太阳辐射量少（负相关）
注意：纬度低，昼长年际变化小，光照稳定，时间长；低纬度地区降水强度大，但时间短，光照强。
但高纬地区夏季光照时间更长（如： 新疆、内蒙、东北）
探究2：大气上界水平面太阳辐射的分布规律
Inquiry activities
2.太阳常数是表示太阳辐射能量的物理量，即在地球大气上界，在日地平均距离条件下，垂直于太阳光线的1平方厘米面积上，1分钟内所得到的太阳辐射能量。太阳常数为8.24焦/(厘米?·分)。计算:不考虑地球大气的作用，在将地球看作一个标准球体的条件下，每小时到达地球表面的太阳辐射相当于多少度电?
提示:1焦=1瓦·秒，1度=1千瓦·时。将地球面向太阳的半球的表面积换算成垂直于太阳光线的面积，就是地球上任何一个大圆的面积。
3.14×(6371)2=127451473km2=1.274×1018cm2
1.274×1018×8.24×60=6.3×1020J
1kw·h=3.6×106J
6.3×1020/(3.6×106)=1.75×1014kw·h
太阳辐射的能量如此巨大，对我们人类及生存的家园有什么影响呢？
6
太阳辐射对地球的影响
直接提供光和热，维持生物的生长。
太阳辐射为地球提供光和热，维持着地表温度。
形成煤炭、石油等多种能源，供人类生产生活。
太阳辐射能与化石燃料
太阳辐射经植物的生物化学作用，可以转化成有机物中的生物化学能
煤炭、石油等化石燃料，是地质时期生物固定以后积累下来的太阳能。
化石燃料
维持地表温度，促进地球上水、大气运动和生物活动，塑造地理环境。
太阳辐射是地球大气运动、水循环的主要能源
太阳辐射本身以及大气运动、水循环等，也为人类源源不断地提供能源
点拨精讲
（小结）太阳辐射对地球和人类的影响
太阳直接为地球提供光和热。
间接为人类提供矿物燃料；
是地球大气运动、水循环的主要能源；
太阳辐射本身以及大气运动、水循环等等为人类提供能源
直
接
利
用
生物能
水能
风能
矿物燃料
水电等
波浪能等
光合作用
水体运动
大气运动
地质作用
海水运动
人类开发
煤、石油等
太阳活动与地球
02
太阳活动
定义：太阳活动，是指太阳释放能量的不稳定性所导致的一些明显现象，如太阳黑子、耀斑、日珥和太阳风等。
太阳大气层：是人类能观测到的太阳的部分，从里到外分为光球、色球和日冕三个圈层。
太阳大气的圈层结构
光球
色球
日冕
太阳大气最底层
可见光最强
肉眼可观测
光球层之外
可见光不及光球的千分之一
日全食或特殊望远镜可见
可延伸到几个太阳半径
亮度仅为光球的百万分之一
日全食或日冕仪可观测
耀斑
黑子
日珥
日冕
抛射
物质
黑子
⑴太阳黑子：太阳光球表面出现的暗黑的斑点。
⑵11年为一个周期。
黑子数目最多的年份，称为太阳活动峰年
黑子数目最少的年份，称为太阳活动谷年
耀斑
⑶耀斑：太阳色球有时会出现一块突然增大、增亮的斑块。
耀斑活动的周期大约也是11年。
耀斑随黑子的变化同步起落，体现了太阳活动的整体性。
太阳
耀斑
耀斑的温度比太阳表面温度高几十倍
是色球层中激烈的能量爆发，以太阳射电爆发和高能粒子喷发等方式放出辐射能
色球层上发生的一种剧烈太阳活动现象，喷射的气体呈弧状，像太阳的耳朵一样，由此得名。日全食时，可用肉眼观测，日珥爆发时会喷射大量带电粒子。
日珥
日冕是太阳最外围大气。日全食时，黑暗的太阳外围是银白色的光芒，像帽子似地扣在太阳上，称为日冕。
日冕
日冕结构在几分钟至几小时内发生明显变化，向外抛射大量带电粒子。它使大范围日冕受到扰动，破坏了太阳风的流动，是规模最大、程度最剧烈的太阳活动现象。
日冕抛射物质
日冕层温度超过100万摄氏度，它的高温使高能带电粒子向外运动，当运动速度超过350千米/秒时，就能脱离太阳的引力飞向宇宙空间，形成带电粒子流，好像是从太阳吹出来的一股“风”，这一现象称为太阳风。
太阳风
“极光”现象
太阳风到达地球时，受地球磁场的作用，偏向极地上空，在那里轰击高层大气，使大气电离，产生发光现象。这就是在地球高纬度地区上空经常出现的绚丽多彩的“极光”现象。
当太阳黑子和耀斑增多时，其发射的电磁波进入地球大气层，会引起大气层扰动，使地球上无线电短波通信受到影响，甚至出现短暂的中断
干扰无线电
太阳大气抛出的高能带电粒子会扰乱地球磁场，使地球磁场突然出现“磁暴”现象，导致罗盘指针剧烈颤动，不能正确指示方向
磁暴现象
太阳活动对地球的影响小结
干扰电子设备，威胁太空中宇航器的安全
产生极光：太阳活动强烈→高能带电粒子→冲进两极高空→同稀薄大气摩擦→产生极光
扰动地球的磁场(磁暴)：磁针不能正确指示方向
扰乱地球上空电离层，影响无线电短波通信：耀斑爆发→电磁波进入电离层→电离层扰动→干扰无线电短波通信
影响气候：黑子数增多→太阳活动强烈→地区降水量年际变化→影响气候
太阳活动类型
对地球的影响
核心区域
光球层
色球层
日冕层
亮度由外向内递增
温度由内向外递增
活动2
根据下面的对话内容，围绕他们的话题，收集有关资料，并与同学交流自己的看法。
咦！好像太阳辐射对地球的影响都是有利的，太阳活动对地球的影响都是不利的。
我认为你的观点比较片面，太阳辐射也有不利的影响，太阳活动也会产生有利的影响。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}名称
有利的
不利的
太阳辐射
1.供给地球表面能量，引发大气运动，调节地球生态；
2.太阳能的利用，如热水器，灯，汽车等。
1.强烈的紫外线会灼伤皮肤；
2.过多的红外线引发全球变暖；
太阳活动
1.美丽的极光；
2.外来航天器推动力；
1.干扰卫星信号；
2.破坏航天器；

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